Актуальность
Вопрос о морфофункциональных различиях головного мозга человека и животных в нейробиологии на протяжении десятилетий остается одним из наиболее интригующих и спорных.
Эд Лейн (Ed Lein), доктор философии, научный сотрудник Алленского института исследований мозга (Allen Institute for Brain Science), США, отметил, что до настоящего времени действительно достаточно трудно определить тонкие параметры, определяющие особенности функционирования именно головного мозга человека. «Изучение физиологии отдельных клеток и межнейронных взаимодействий в нейронных сетях — область, поистине достойная внимания, и теперь, по-видимому, у нас есть новые инструменты для продолжения научного поиска», — добавил Э. Лейн.
Материалы и методы исследования
В новом исследовании, результаты которого опубликованы в 17 августа 2018 г. в издании «Nature Neuroscience», авторы представили один из возможных ответов на сложный вопрос. В ходе экспериментальных наблюдений учеными описан новый тип нервных клеток, ранее не идентифицированный у каких-либо животных. Учитывая то, что внешне эти клетки напоминают бутон шиповника, после того, как его лепестки увяли и осыпались, было предложено назвать эти нейроны шиповидными («rosehip neurons»). Вновь выявленные клетки относятся к классу нейронов, известных как ингибирующие — тормозящие активность других нейронов в головном мозге.
По словам авторов, результаты вновь проведенного исследования не позволяют с должной степенью достоверности идентифицировать указанные клетки как уникальные лишь для человека. Однако тот факт, что эти нейроны до настоящего времени не описаны у каких-либо грызунов, интригует и позволяет предположить, что такие клетки относятся к разряду специализированных нейронов, представленных лишь у людей либо, возможно, также у приматов.
В настоящее время исследователи пока не могут предложить какие-либо объяснения физиологической роли вновь выявленных клеток. Однако их отсутствие у грызунов определенно указывает на то, что моделирование тех или иных патологических процессов человека в организме животных и последующая экстраполяция полученных данных на физиологию человеческого организма по меньшей мере недостоверна.
Перспективой дальнейших исследований ученые видят проведение морфологического анализа тканей головного мозга post mortem у людей с нейропсихиатрическими расстройствами для того, чтобы выяснить возможности изменений структуры и функций этих специализированных клеток при заболеваниях человека.
В своей работе авторы использовали образцы тканей post mortem двух мужчин в возрасте 50 лет, которые умерли и пожертвовали свои тела для исследований. Для изучения были выбраны участки верхнего слоя коры — внешней области мозга, которая, по общепризнанному мнению, отвечает за сознание и многие другие функции, которые считаются уникальными для наших видов.
В параллельных исследованиях установлено, что шиповидные клетки включают уникальный набор генов — генетическую подпись, не выявленную ни в одном из типов клеток головного мозга мышей в ранее проводимых многочисленных проектах. Также установлено, что шиповидные нейроны формируют синапсы с пирамидальными нейронами.
По мнению исследователей, уникальные свойства шиповидных клеток заключаются в том, что они взаимодействуют лишь с определенной областью клеток-партнеров, что указывает на присущие им качества контролировать поток информации специализированным способом.
Вывод
Резюмируя итоги, авторы исследования отметили, что действительно множество нарушений физиологии человеческого организма можно смоделировать у лабораторных животных. Однако то, что отличает людей от остальной части животного мира, — мощность функционирования и результативность человеческого мозга. И именно эта особенность формирует неопределенность выводов исследований при моделировании нейрофизиологических процессов человека в организме животных.
- Allen Institute (2018) Scientists identify a new kind of human brain cell: ‘Rosehip’ neurons not found in rodents, may be involved in fine-level control between regions of the human brain. ScienceDaily, Aug. 27.
- Boldog E., Bakken T.E., Hodge R.D. et al. (2018) Transcriptomic and morphophysiological evidence for a specialized human cortical GABAergic cell type. Nat. Neurosci., Aug. 17 [Epub. ahead of print].
Наталья Савельева-Кулик
